MERUS? EVAL_AUDIO_MA12070_B 和 EVAL_AUDIO_MA12070P_B評(píng)估板使用指南

一、前言

在音頻放大器設(shè)計(jì)領(lǐng)域，一款性能優(yōu)良的評(píng)估板能為工程師們節(jié)省大量的時(shí)間和精力，幫助他們快速了解和評(píng)估放大器芯片的特性。今天，我們就來深入探討一下 MERUS? 系列的兩款評(píng)估板：EVAL_AUDIO_MA12070_B 和 EVAL_AUDIO_MA12070P_B，看看它們能為我們帶來怎樣的驚喜。

文件下載：Infineon Technologies MERUS? EVAL_AUDIO_MA12070P_B評(píng)估板.pdf

二、評(píng)估板概述

2.1 板卡特性與音頻性能

這里需要注意的是，空閑功耗是輸出級(jí)電流、5V 電源和 3.3V 電源電流的總和。由于所有電源都連接到 PVDD，在直接從 PVDD 測(cè)量空閑電流消耗時(shí)，需要考慮降壓轉(zhuǎn)換的 5V 和 3.3V 的效率。

2.2 EVK 設(shè)備類型

EVK 上的設(shè)備類型（MA12070 或 MA12070P）會(huì)印在板卡頂部，同時(shí)也會(huì)在 EVK PCB 底部的序列號(hào)標(biāo)簽上注明，方便我們識(shí)別。

三、設(shè)置指南

3.1 連接與接口

操作和評(píng)估該評(píng)估板需要以下設(shè)備：

• 一個(gè)用于 PVDD 的單電源
• 具有線路電平輸出的模擬音頻源或信號(hào)發(fā)生器（MA12070）
• 數(shù)字 I2S 音頻源（MA12070P）
• 輸入和輸出連接器的電纜
• 帶有測(cè)量濾波器的音頻分析儀

評(píng)估板上有眾多的連接器和接口，如 MSELO、MSEL1 用于選擇輸出配置；/CLIP、/ERROR 作為音頻削波和錯(cuò)誤指示器；CLKMS 用于選擇時(shí)鐘模式等。詳細(xì)的接口信息可以參考文檔中的表格。

3.2 數(shù)字音頻和模擬音頻接口注意事項(xiàng)

對(duì)于 MA12070P 的數(shù)字 I2S 輸入流，連接方案有特定要求，從頂部到底部，左側(cè)接口依次為 SCK（字時(shí)鐘）、WS（字選擇）、SD0（包含兩個(gè)數(shù)字輸入流通道的復(fù)用數(shù)據(jù)線）、SD1（包含兩個(gè)數(shù)字輸入流通道的復(fù)用數(shù)據(jù)線）、MCLK（主時(shí)鐘）。 而使用模擬輸入時(shí)，板卡最初是為不平衡輸入源設(shè)置的，但為了進(jìn)行完整的系統(tǒng)性能評(píng)估，建議使用平衡模擬輸入信號(hào)。具體操作是移除“模擬輸入接口”上的四個(gè)跳線，并按要求連接平衡輸入信號(hào)。

四、操作演示板

4.1 推薦操作條件

4.2 撥動(dòng)開關(guān)

評(píng)估板上有兩個(gè)撥動(dòng)開關(guān)，開關(guān) 1 用于關(guān)閉/啟用，默認(rèn)設(shè)置為“關(guān)閉”；開關(guān) 2 用于靜音/播放，默認(rèn)設(shè)置為“靜音”。

4.3 揚(yáng)聲器負(fù)載

該演示板配置為無濾波器放大器，這意味著放大器輸出和負(fù)載之間無需 LC 濾波器。在正常使用中，放大器依靠揚(yáng)聲器的固有電感，因此不需要額外的電感。不過，演示板中包含了與功率電阻串聯(lián)使用的電感，可在沒有實(shí)際揚(yáng)聲器作為負(fù)載且音頻分析儀輸入部分沒有外部低通濾波器（LPF）的情況下進(jìn)行測(cè)量。需要注意的是，許多音頻測(cè)量分析儀直接連接到無濾波器放大器輸出時(shí)可能無法正常工作。

4.4 GUI

演示板配備了圖形用戶界面（GUI）PC 軟件，用于控制 MA12070/P 設(shè)備。該軟件包含在演示板中，可在 Windows PC 上運(yùn)行。解壓文件包后，我們可以通過 GUI 對(duì)放大器進(jìn)行各種設(shè)置和控制。例如，默認(rèn)情況下，MA12xx/P 會(huì)根據(jù)操作期間的音頻電平檢測(cè)自動(dòng)選擇相關(guān)的電源模式（PM1、PM2 或 PM3），所選電源模式會(huì)在電源模式指示器中以藍(lán)色顯示。我們還可以通過 GUI 上的滑塊設(shè)置電源模式之間的轉(zhuǎn)換電平，以及選擇不同的電源模式配置文件，以優(yōu)化低空閑功耗、音頻性能或 EMI。

4.5 啟動(dòng)序列

不同的輸入配置有不同的啟動(dòng)序列。對(duì)于 MA12070 設(shè)備的模擬輸入配置，需要按照以下步驟啟動(dòng)：

1. 確保撥動(dòng)按鈕處于“關(guān)閉”和“靜音”位置。
2. 連接所有電纜，包括通過 USB 電纜連接 PC。
3. 確保連接了有源模擬音頻源。
4. 打開 PVDD 電源。
5. 將撥動(dòng)開關(guān)設(shè)置為“啟用”位置啟動(dòng)板卡。
6. 運(yùn)行可執(zhí)行文件啟動(dòng) GUI 軟件以監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)。
7. 確保 GUI 顯示有效的設(shè)備 ID 和連接狀態(tài)。
8. 將撥動(dòng)開關(guān)設(shè)置為“播放”位置開始播放音樂。
9. 可以通過點(diǎn)擊“加載” -> 選擇 configs 子文件夾中的配置文件 -> 點(diǎn)擊“編程”，將額外的“優(yōu)化”設(shè)置編程到設(shè)備中。

對(duì)于 MA12070P 設(shè)備的數(shù)字（I2S）輸入配置，啟動(dòng)步驟如下：

1. 確保撥動(dòng)按鈕處于“關(guān)閉”和“靜音”位置。
2. 連接所有電纜，包括通過 USB 電纜連接 PC。
3. 將 I2S 連接到 I2S 音頻輸入接口。
4. 確保時(shí)鐘選擇跳線設(shè)置為“從”模式。
5. 打開 PVDD 電源。
6. 在啟用放大器之前，確保 I2S 主時(shí)鐘存在。
7. 將撥動(dòng)開關(guān)設(shè)置為“啟用”位置啟動(dòng)板卡。
8. 運(yùn)行“MA Device GUI 6.5.0.exe”文件啟動(dòng) GUI 軟件。
9. 確保 GUI 顯示有效的設(shè)備 ID 和連接狀態(tài)。
10. 在 GUI 中打開“數(shù)字音頻處理器”。
11. 在 DAP 窗口中勾選“數(shù)字音頻啟用”和“音頻處理器啟用”。
12. 點(diǎn)擊“I2S 設(shè)置”打開 I2S 設(shè)置窗口，設(shè)置正確的 I2S 設(shè)置。
13. 將撥動(dòng)開關(guān)設(shè)置為“播放”位置開始播放聲音。
14. 同樣可以將額外的“優(yōu)化”設(shè)置編程到設(shè)備中。

五、測(cè)量方法

與線性放大器甚至“常規(guī)”開關(guān)放大器相比，為 MA12070 或 MA12070P 設(shè)置可靠的測(cè)量配置需要更多的努力。這是因?yàn)?MA12070 和 MA12070P 是無濾波器放大器，無需外部（通常昂貴且笨重）的 LC 濾波器來去除開關(guān)殘留。MERUS? 音頻多級(jí)技術(shù)使得開關(guān)殘留比“常規(guī)”開關(guān)放大器低幾個(gè)數(shù)量級(jí)。 為了獲得可靠的測(cè)量結(jié)果，在測(cè)量 MA12070 或 MA12070P 設(shè)備時(shí)，需要在音頻分析儀的輸入級(jí)前面使用一個(gè)單獨(dú)的外部 LPF。大多數(shù)音頻分析儀在輸入級(jí)有帶寬限制，無法跟蹤放大器輸出級(jí)的快速變化，這可能導(dǎo)致不準(zhǔn)確的高 THD + N 測(cè)量結(jié)果。

六、其他信息

文檔中還提供了 EVK 原理圖、PCB 布局和物料清單（BOM）等信息。原理圖可以幫助我們了解評(píng)估板的電路結(jié)構(gòu)，PCB 布局有助于我們進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)時(shí)的參考，而 BOM 則詳細(xì)列出了評(píng)估板上使用的各種元器件信息。

七、總結(jié)

MERUS? EVAL_AUDIO_MA12070_B 和 EVAL_AUDIO_MA12070P_B 評(píng)估板為音頻放大器設(shè)計(jì)工程師提供了一個(gè)全面的平臺(tái)，用于評(píng)估和演示 MA12070 和 MA12070P 放大器的特性和優(yōu)勢(shì)。通過合理的連接、正確的操作和準(zhǔn)確的測(cè)量，我們可以充分發(fā)揮這兩款放大器的性能。大家在使用過程中如果遇到問題，歡迎一起交流探討。